【基礎から学ぶコンデンサ】 コンデンサの特性③ ~セラミックコンデンサのDCバイアス特性~

電気電子

電気電子系は難しいイメージを持たれがちですが、基本から順番に抑えていけばそれほど難しくはありません。
どんな分野にも言えることですが、最初はよくわからないものですから。
本記事では、電気初心者の方でもわかりやすいように、順を追って説明していきます。
じっくり学んでいきましょう!

今回は、「コンデンサの特性(DCバイアス特性)」についての説明です。

1.DCバイアス特性とは?

DCバイアス特性とは、コンデンサ直流電圧を印加した際に静電容量値が変化してしまう現象のことです。

“変化”と言っていますが、基本的に減少します

普通、コンデンサには”○○μF”という具合に静電容量が設けられています。
その値を使用用途に向いているかどうかの判断材料の一つにするわけですが、この値が印加する電圧により想定より低くなってしまうのです
その為、使用するコンデンサのDCバイアス特性がどんなグラフを描くのかは、設計時に考慮する必要がある大切な項目になります。

2.DCバイアス特性が良いコンデンサと悪いコンデンサ

DCバイアス特性は、以下のような特徴を持つコンデンサで変化率が顕著になっていきます。

その為、高誘電率でコンパクトなClass2のセラミックコンデンサのDCバイアス特性は特に変化が激しく、選定時により注意が必要になります
『Class2って何?』と思った方はコンデンサの特性①と②から先に目を通して下さい。

【基礎から学ぶコンデンサ】 コンデンサの特性② ~セラミックコンデンサの温度特性を表す記号~
電気初心者の方でもわかりやすいようにイメージを意識してまとめてみました。今回はコンデンサの特性(セラミックコンデンサの温度特性)についてです。

では、なるべくClass2のセラミックコンデンサを使わなければ良いと思うかもしれませんが、そうもいきません。

Class2のセラミックコンデンサの利点は、小型且つ静電容量が大きい(誘電率が高い)ことです。
DCバイアス特性が悪くなる要因がそのままメリットになっているんです
あちらを立てればこちらが立たずというヤツですね。
結局のところ、昨今の電子機器は小型化が重視されているので、Class2のセラミックコンデンサは寧ろ積極的に使っていきたいんですよね。
なので、なおさらDCバイアス特性については気にする必要があるのです。

逆に、Class1のセラミックコンデンサはDCバイアス特性や温度特性が良好な代わりに静電容量が小さくなってしまうので嵩張ります

また、Class1とClass2の中にも「セラミックコンデンサの温度特性を表す記号」の説明で出てきたような種類が多々あり、その種類によりDCバイアス特性の描くグラフの形状はまた異なります。
なので、覚えるのはあまり現実的では無いわけですが、Class1とClass2ではDCバイアス特性に図1程度には差が出てもおかしくないという点は理解しておきましょう。

図1

Class1はほぼほぼ変化していませんが、Class2はガッツリ変化してしまうのが見て取れるかと思います。

以上、「コンデンサの特性(DCバイアス特性)」についての説明でした。


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